OpenStack構(gòu)架下計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心云平臺(tái)的設(shè)計(jì)*

□ 孫 雋 韋萍萍 李激揚(yáng) 冉啟彬

OpenStack構(gòu)架下計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心云平臺(tái)的設(shè)計(jì)*

□ 孫 雋 韋萍萍 李激揚(yáng) 冉啟彬

高校中逐步實(shí)現(xiàn)云計(jì)算是教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)。該方案以計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心(機(jī)房)現(xiàn)有設(shè)備為基礎(chǔ)，基于OpenStack部署了私有云基礎(chǔ)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)平臺(tái)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了教學(xué)科研服務(wù)平臺(tái)，并根據(jù)教研實(shí)際情況對(duì)客戶(hù)端和云服務(wù)器上的軟件進(jìn)行了合理布局，使教學(xué)效果和科研服務(wù)能力有了明顯提升,使資源得到更有效的利用。同時(shí)該方案的實(shí)施為學(xué)校進(jìn)一步建設(shè)校級(jí)云平臺(tái)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

OpenStack；教學(xué)科研；云平臺(tái)；模塊

一、引言

云計(jì)算“是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式”[1]，被視為未來(lái)新一代信息技術(shù)變革的核心，它具有靈活動(dòng)態(tài)分配資源、統(tǒng)一管理、有效降低IT成本等特點(diǎn)，是目前高校信息化建設(shè)首選的前沿技術(shù)。隨著分布式系統(tǒng)的逐漸成熟，開(kāi)源軟件的免費(fèi)提供，使得高校實(shí)驗(yàn)室在資金投入有限的情況下，利用自身技術(shù)搭建云平臺(tái)成為可能。本文即以計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中心）兩個(gè)機(jī)房約140臺(tái)機(jī)器規(guī)模為例，在其現(xiàn)有設(shè)備及基礎(chǔ)構(gòu)架的基礎(chǔ)上，結(jié)合中心教學(xué)科研實(shí)際，探索機(jī)房云平臺(tái)的構(gòu)建。

二、基于OpenStack的基礎(chǔ)設(shè)施云平臺(tái)構(gòu)建

云計(jì)算按服務(wù)性質(zhì)不同，可分為公有云、私有云和混合云[2]。由于高校的重要數(shù)據(jù)和研究成果受知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，而私有云“提供對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制”[3]，因此，選擇私有云作為平臺(tái)框架是目前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心最符合實(shí)際需求的選擇。比較著名的用于搭建私有云的平臺(tái)有Eucalyptus、OpenStack、vCloudDirector和CloudStack，四個(gè)主流云平臺(tái)在其商務(wù)評(píng)估和功能評(píng)估上各有千秋。但鑒于OpenStack是完全開(kāi)放源碼，其社區(qū)活躍程度高，響應(yīng)速度快，可擴(kuò)展性強(qiáng)，因此，在綜合考慮性?xún)r(jià)比、二次開(kāi)發(fā)的難易程度等多方面因素后，中心選擇OpenStack作為私有云的基礎(chǔ)平臺(tái)。

（一）OpenStack介紹

OpenStack是一個(gè)由NASA和Rackspace合作研發(fā)的云平臺(tái)管理項(xiàng)目，幫助服務(wù)商和企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)云基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)。OpenStack主要由以下五個(gè)相對(duì)獨(dú)立的組件構(gòu)成[4]：

OpenStackCompute(Nova)：是一套控制器，用于虛擬機(jī)計(jì)算或使用群組啟動(dòng)虛擬機(jī)實(shí)例，包括nova-compute、nova-scheduler、nova-volume、nova-network、nova-api等服務(wù)；

OpenStack鏡像服務(wù)(Glance)：是一套虛擬機(jī)鏡像查找及檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)鏡像管理；

OpenStack對(duì)象存儲(chǔ)(Swift)：是一套用于在大規(guī)?？蓴U(kuò)展系統(tǒng)中通過(guò)內(nèi)置冗余及容錯(cuò)機(jī)制，以對(duì)象為單位的存儲(chǔ)系統(tǒng)；

OpenStackKeystone：用于用戶(hù)身份服務(wù)與資源管理，以及角色信息服務(wù)；

OpenStackHorizon：與Django的儀表板接口，是一個(gè)圖形化管理前端。

（二）部署與安裝

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心原有獨(dú)立運(yùn)行的服務(wù)器6臺(tái)，CPU利用率平均低于5%，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。擬建云平臺(tái)后，由于預(yù)期需要運(yùn)行多個(gè)大量處理能力的虛擬機(jī)實(shí)例，為實(shí)現(xiàn)高可靠性和可用性，也為以后逐步增加的客戶(hù)端打下基礎(chǔ)，特增設(shè)9臺(tái)服務(wù)器。參與實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)機(jī)房有自己專(zhuān)屬的局域網(wǎng)段。因此，基于OpenStack開(kāi)源框架，中心所搭建的私有云平臺(tái)構(gòu)架部署如下：

客戶(hù)端：參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)房局域網(wǎng)段中的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)；

控制器：將除nova-compute外的所有no?va-services安裝在同一臺(tái)服務(wù)器上，將Swift、Glance、Keystone和Horizon分別安裝在不同的服務(wù)器上。控制器運(yùn)行消息服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)和其他的組件來(lái)編排云；

計(jì)算節(jié)點(diǎn)：由10臺(tái)支持硬件輔助虛擬化技術(shù)的多核雙網(wǎng)卡服務(wù)器組成，將nova-compute安裝于其中，主要用于運(yùn)行虛擬實(shí)例，提供計(jì)算服務(wù)[5]。

在同一局域網(wǎng)內(nèi)，任何一個(gè)客戶(hù)端均可直接訪問(wèn)云或使用云資源，云的各個(gè)組成部分通過(guò)交換機(jī)完成互聯(lián)。云平臺(tái)框架如圖1所示。

圖1 云平臺(tái)構(gòu)架圖

OpenStack可以采用腳本安裝或手動(dòng)安裝，考慮后期維護(hù)等多方面因素，這里采用OpenStack源代碼方式進(jìn)行手動(dòng)安裝，使用的版本是Essex[6]。底層的虛擬化技術(shù)采用開(kāi)源的KVM。由于服務(wù)器配置選擇雙網(wǎng)卡方式，因此，將公網(wǎng)網(wǎng)段綁定在Eth0，內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段綁定在Eth1，虛擬機(jī)網(wǎng)段橋接在內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上。在安裝過(guò)程中，源代碼從OpenStack官方代碼網(wǎng)站上獲取。參照OpenStack官網(wǎng)及一些技術(shù)網(wǎng)站提供的資料，按步驟依次將Keystone、Swift、Glance、Nova和Horizon五大組件及附屬項(xiàng)一一安裝、配置到服務(wù)器上，并適當(dāng)選擇一些其他開(kāi)源軟件項(xiàng)目服務(wù)如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)(Mysql)、時(shí)鐘服務(wù)(ntp)等進(jìn)行安裝，不同的開(kāi)源服務(wù)對(duì)服務(wù)器有不同的要求，如Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)要求內(nèi)存和CPU，Glance鏡像服務(wù)要求大的內(nèi)存等等。只有在正確安裝的基礎(chǔ)之上再通過(guò)配置文件的調(diào)整才能達(dá)到預(yù)期的功能效果。

（三）幾個(gè)監(jiān)控指標(biāo)的確定

1．CPU的虛擬上限值

中心基于自己的桌面PC機(jī)來(lái)評(píng)估CPU需求量?？紤]到中心大部分用戶(hù)只在教學(xué)時(shí)間使用辦公桌面，僅少部分科研用戶(hù)其辦公桌面的使用率保持在一個(gè)較高水平，而所有這些用戶(hù)在整個(gè)工作環(huán)境中是混雜在一起的，根據(jù)資深I(lǐng)T架構(gòu)師MassimoReFerre提供的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)預(yù)測(cè)評(píng)估后，將3倍定為CPU核數(shù)最大上限的倍數(shù)參考。

2．虛擬內(nèi)存的上限值

OpenStack官方給的參數(shù)是1．5倍，也就是說(shuō)生產(chǎn)虛擬機(jī)服務(wù)器的計(jì)算節(jié)點(diǎn)物理機(jī)內(nèi)存的1．5倍是它能夠虛擬出的內(nèi)存的最大數(shù)量[7]，因此，將1．5倍作為了內(nèi)存最大上限的倍數(shù)參數(shù)。

3．磁盤(pán)空間

對(duì)于磁盤(pán)空間而言，它不存在虛擬過(guò)載的問(wèn)題，占用多少，使用多少。

三、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)科研云平臺(tái)的設(shè)計(jì)

中心通過(guò)部署OpenStack實(shí)現(xiàn)了云基礎(chǔ)構(gòu)架服務(wù)即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Iaas)。但對(duì)于多數(shù)師生用戶(hù)而言，并不需要了解平臺(tái)的物理特性。OpenStack提供了良好的API接口，可以讓開(kāi)發(fā)人員通過(guò)程序編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)Iaas資源的動(dòng)態(tài)管理，這就使得在Iaas基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)以友好的方式展現(xiàn)用戶(hù)所需內(nèi)容，并提供服務(wù)的應(yīng)用支撐平臺(tái)變得相對(duì)容易。例如，編寫(xiě)如下代碼（如圖2所示），可以執(zhí)行用戶(hù)名和密碼的身份驗(yàn)證：而展現(xiàn)給用戶(hù)的界面卻可以設(shè)計(jì)成如下形式（如圖3所示）。

圖2 部分程序代碼截圖

圖3 中心教學(xué)科研云平臺(tái)門(mén)戶(hù)界面

（一）平臺(tái)的模塊構(gòu)建

以“為教學(xué)科研服務(wù)”為宗旨，中心云平臺(tái)將平臺(tái)服務(wù)分為教學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)和科研實(shí)驗(yàn)服務(wù)兩大功能模塊，其體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)科研云平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

1．教學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)模塊

該模塊的服務(wù)目的是師生的上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要特點(diǎn)是提供以“用”為主的服務(wù)。

（1）資源庫(kù)模塊

根據(jù)教學(xué)實(shí)際，匯總國(guó)內(nèi)外最新研究成果、視頻、軟件等等，在模塊內(nèi)構(gòu)建豐富的教學(xué)資源庫(kù)，包括：①視頻資源區(qū)。包含與教學(xué)有關(guān)的公開(kāi)課、名人演講、課件演示等知識(shí)類(lèi)視頻；②下載區(qū)。軟件、學(xué)習(xí)資料等的下載；③學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果展示區(qū)。展示校內(nèi)外學(xué)生優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)成果；④最新研究。匯集與學(xué)校各專(zhuān)業(yè)相關(guān)的國(guó)內(nèi)外最新研究資料。

（2）虛擬實(shí)驗(yàn)室模塊

這是教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中最重要的子模塊。主要分為：①基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)。即學(xué)生為熟練掌握各種基本應(yīng)用軟件而進(jìn)行的上機(jī)實(shí)驗(yàn)；②仿真實(shí)驗(yàn)區(qū)。仿真實(shí)驗(yàn)跟專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合，仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)接近真實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可供學(xué)生自由搭建環(huán)境，做到參數(shù)可調(diào)；③在線實(shí)驗(yàn)展廳[8]。展示師生實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果；④評(píng)價(jià)交流區(qū)。對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、設(shè)計(jì)、過(guò)程、結(jié)果等，師生之間、生生之間利用同步工具進(jìn)行在線交流，并進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、同學(xué)評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。

其中，①、②的實(shí)現(xiàn)是將實(shí)驗(yàn)應(yīng)用程序的整個(gè)執(zhí)行環(huán)境導(dǎo)出為鏡像，根據(jù)教學(xué)需要再將不同鏡像導(dǎo)入并實(shí)例化[9]；③、④調(diào)用①或②的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行展示或評(píng)價(jià)。

（3）交流模塊

學(xué)生、教師和專(zhuān)家進(jìn)入云后，在機(jī)房開(kāi)放的任何時(shí)間段內(nèi)，針對(duì)公開(kāi)的任何實(shí)驗(yàn)，都可利用同步或異步交流工具對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及各種疑問(wèn)等進(jìn)行溝通、交流、評(píng)價(jià)等等。

（4）平臺(tái)擴(kuò)展模塊

主要用于管理員制作和上傳新的鏡像，并對(duì)各子模塊進(jìn)行升級(jí)、維護(hù)及擴(kuò)建。教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K不允許師生自行上傳鏡像。

2．科研實(shí)驗(yàn)服務(wù)模塊

該模塊的服務(wù)目的是師生的科學(xué)研究，主要特點(diǎn)是提供以“開(kāi)發(fā)”為主的服務(wù)。由于科研包含了計(jì)算、實(shí)驗(yàn)等一系列活動(dòng)，所以，平臺(tái)要為科研人員提供具備實(shí)驗(yàn)所需的應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行環(huán)境，包括：

①高性能計(jì)算平臺(tái)：將硬件系統(tǒng)通過(guò)高性能計(jì)算管理系統(tǒng)構(gòu)建為高性能計(jì)算平臺(tái)。用戶(hù)只需將相應(yīng)的運(yùn)算軟件安裝到平臺(tái)上運(yùn)行[10]或直接調(diào)用平臺(tái)已有的運(yùn)算軟件，并為其分配相應(yīng)的系統(tǒng)資源，即可獲得平臺(tái)提供的服務(wù)[11]；

②上傳下載：將軟件和服務(wù)定制成鏡像，使用時(shí)，將所需鏡像導(dǎo)入并實(shí)例化[12]；同時(shí)，也提供用戶(hù)上傳自定義鏡像的服務(wù)，允許用戶(hù)將兼容的鏡像進(jìn)行上載部署[13]；

③服務(wù)調(diào)用：將實(shí)驗(yàn)所需的一些常用數(shù)據(jù)或應(yīng)用接口以Web服務(wù)的方式提供給用戶(hù)，用戶(hù)需要時(shí)可以直接調(diào)用這些服務(wù)[14]。

由于某些科研數(shù)據(jù)具有一定的保密性，因此，對(duì)用戶(hù)要制定更為嚴(yán)格的身份識(shí)別認(rèn)證和權(quán)限限制。

云平臺(tái)構(gòu)建好后，管理員根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要為云平臺(tái)定制虛擬機(jī)鏡像，使云平臺(tái)可以為用戶(hù)提供虛擬化實(shí)例服務(wù)。師生選擇實(shí)驗(yàn)類(lèi)型后，首先提交申請(qǐng)，通過(guò)申請(qǐng)并獲得授權(quán)后方可運(yùn)用云資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[15]。管理程序通過(guò)虛擬平臺(tái)的管理接口，啟動(dòng)和配置相應(yīng)實(shí)例，使虛擬機(jī)內(nèi)的軟件和服務(wù)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若出現(xiàn)資源不足等情況，可申請(qǐng)?jiān)黾淤Y源。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由管理員將資源回收[16]。虛擬機(jī)申請(qǐng)界面如圖5所示。

圖5 虛擬機(jī)申請(qǐng)界面

（二）客戶(hù)端本地盤(pán)和云服務(wù)器上的教研軟件布局

云交互對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)性很強(qiáng)，對(duì)于一些老機(jī)房，舊的設(shè)備及網(wǎng)速將直接制約云平臺(tái)的使用。因此，把所用軟件和應(yīng)用都放入云服務(wù)器，盲目依賴(lài)云服務(wù)的做法在現(xiàn)階段是不可行的。

大部分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和部分專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)軟件更新速度慢，使用環(huán)境無(wú)特殊要求，教學(xué)班級(jí)范圍廣，利于機(jī)房統(tǒng)籌部署，將這部分教學(xué)軟件安裝到客戶(hù)端本地操作系統(tǒng)中，不僅能保證教學(xué)工作的順利進(jìn)行，也減輕了高峰時(shí)期云服務(wù)器的壓力。

科研工作對(duì)計(jì)算機(jī)的需求往往是間斷性的，如果實(shí)驗(yàn)都必須到指定地點(diǎn)或指定機(jī)器去進(jìn)行，效率將受到影響；若因數(shù)據(jù)載體感染病毒或其他原因造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)丟失，代價(jià)難以估量；科研的嚴(yán)謹(jǐn)性要求采用正版軟件，一般價(jià)格不菲。云服務(wù)接入的多客戶(hù)端、病毒查殺、鏡像功能和高運(yùn)算功能等很好地解決了這些問(wèn)題。因此，將科研軟件放在云服務(wù)器中是提高科研效率的有效途徑。

本平臺(tái)的軟件布局如表1所示。

四、平臺(tái)使用效果分析

（一）平臺(tái)使用效果調(diào)查分析

對(duì)已有試驗(yàn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)教學(xué)用戶(hù)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。調(diào)查對(duì)象為三個(gè)大班共197名學(xué)生和3位教師；通過(guò)面對(duì)面方式，與5名科研用戶(hù)進(jìn)行了對(duì)話(huà)交流。在平臺(tái)響應(yīng)速度和功能等方面，用戶(hù)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了評(píng)分。因?yàn)榻虒W(xué)用戶(hù)與科研用戶(hù)的訴求有所不同，因而在部分評(píng)分項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上也略有不同（如表2所示）。

表1 客戶(hù)端和云服務(wù)器上的軟件布局表

表2 云平臺(tái)的使用評(píng)分調(diào)查表

從表2可以看出，平臺(tái)在響應(yīng)速度、穩(wěn)定性、興趣指數(shù)等幾個(gè)方面，滿(mǎn)意度均超過(guò)70分；但由于平臺(tái)還在進(jìn)一步建設(shè)中，在數(shù)據(jù)安全、教學(xué)科研內(nèi)容提供、功能提供等方面評(píng)分偏低，隨著后期的完善，此類(lèi)分?jǐn)?shù)應(yīng)該能有所上升；而對(duì)于界面設(shè)計(jì)，評(píng)分低至54，反應(yīng)用戶(hù)對(duì)界面設(shè)計(jì)不是很滿(mǎn)意，需要進(jìn)一步改進(jìn)。同比三名教師未使用云平臺(tái)的教學(xué)班級(jí)，學(xué)生在動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)積極性以及學(xué)習(xí)效果上有明顯的提高；同比科研用戶(hù)未使用云平臺(tái)時(shí)的科研效率，總體提高45%；而硬件監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，服務(wù)器CPU利用率由原來(lái)平均不足5%達(dá)到現(xiàn)在超過(guò)67%。因此，平臺(tái)的使用基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（二）平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)及存在的不足

1．平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中心機(jī)房，云平臺(tái)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）整合已有基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)資源充分共享

中心新舊設(shè)施并存，原有的服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行依賴(lài)于獨(dú)立的物理設(shè)備，通過(guò)部署安裝OpenStack，將物理設(shè)備上分散的資源有效地集中起來(lái)，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一分配，提高了資源利用率。

（2）客戶(hù)端動(dòng)態(tài)接入，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)不受局限

機(jī)房?jī)?nèi)任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)，均可作為客戶(hù)端進(jìn)入云平臺(tái)。管理員通過(guò)云管理程序，對(duì)資源進(jìn)行按需分配。實(shí)驗(yàn)不再局限于某幾臺(tái)定點(diǎn)計(jì)算機(jī)，任何客戶(hù)機(jī)均可申請(qǐng)調(diào)用云平臺(tái)服務(wù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。隨著云客戶(hù)端的增加以及與外網(wǎng)通信的開(kāi)放，這種優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。

（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富，平臺(tái)拓展靈活方便

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件的安裝，因受單機(jī)操作系統(tǒng)及硬件性能影響，安裝數(shù)量有限。云平臺(tái)的鏡像調(diào)用功能及硬件資源的統(tǒng)一管理功能打破了這個(gè)局限，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的提供成倍數(shù)增加；由于OpenStack提供多種API接口，基于OpenStack開(kāi)發(fā)的各種語(yǔ)言的軟件開(kāi)發(fā)工具包也越來(lái)越豐富，無(wú)論是采用廠商提供的成熟產(chǎn)品還是自行編寫(xiě)程序，都可以通過(guò)相通的API接口進(jìn)行調(diào)用管理[17]，模塊拓展非常方便。

（4）緊緊圍繞“實(shí)驗(yàn)”主題，有效提高教研效率

中心是上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，整個(gè)模塊構(gòu)建均依托中心教研實(shí)際，緊緊圍繞“實(shí)驗(yàn)”主題。教學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)模塊根據(jù)學(xué)校辦學(xué)特色設(shè)立相關(guān)實(shí)驗(yàn)，不同班級(jí)的師生可以“走”出班級(jí)，實(shí)現(xiàn)多元化的交流；科研實(shí)驗(yàn)服務(wù)模塊提供研發(fā)平臺(tái)。豐富的資源庫(kù)，便捷的鏡像調(diào)用模式，及時(shí)的病毒查殺及軟件更新，強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)等，都有效地提高了教學(xué)和科研效率。

2．平臺(tái)的不足

平臺(tái)也存在如下不足及需要加強(qiáng)的方面。

（1）不能準(zhǔn)確估計(jì)負(fù)載的使用情況，可能會(huì)造成云計(jì)算平臺(tái)的性能瓶頸[18]?？砂葱鑼?duì)硬件設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)充，在不影響系統(tǒng)整體運(yùn)行的情況下，增加內(nèi)容交換機(jī)以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

（2）需求是隨時(shí)變化的，在一定程度上存在需求變更和需求膨脹的風(fēng)險(xiǎn)?？刹捎冒葱鑴?dòng)態(tài)加載專(zhuān)題應(yīng)用的方式，以新的專(zhuān)題來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)涌現(xiàn)的需求。

（3）服務(wù)器散亂的情況非常普遍，很多虛擬機(jī)在運(yùn)行，但實(shí)際上并沒(méi)使用。清除所有沒(méi)有使用的服務(wù)器、釋放占用的磁盤(pán)空間。

（4）面臨各種惡意攻擊，平臺(tái)安全性有待加強(qiáng)。通過(guò)權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密、使用過(guò)濾器等技術(shù)來(lái)加強(qiáng)安全模塊，進(jìn)一步增加平臺(tái)安全性。

（5）平臺(tái)性能和功能模塊仍需不斷完善。

五、結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算是高校信息化建設(shè)的下一個(gè)方向，私有云是目前的主流模式。本文在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)有設(shè)備及物理構(gòu)架的基礎(chǔ)上，部署了基于OpenStack的私有云基礎(chǔ)平臺(tái)，并進(jìn)一步構(gòu)建教學(xué)科研服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)的建立不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室資源的合理利用，也提高了師生教學(xué)實(shí)驗(yàn)和研發(fā)工作的效率，希望能對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室私有云的構(gòu)建提供有益的借鑒。

但云平臺(tái)搭建從不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，對(duì)于一些重點(diǎn)、難點(diǎn)技術(shù)，如數(shù)據(jù)遷移、云安全、文件存儲(chǔ)等等，還需在后續(xù)研究中繼續(xù)探索，接下來(lái)還將逐步增加參與實(shí)驗(yàn)機(jī)器數(shù)，并開(kāi)放外網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)例與外網(wǎng)的通信交流，有效延伸和擴(kuò)展云平臺(tái)時(shí)間和空間的使用，對(duì)學(xué)校下一步構(gòu)建校級(jí)云平臺(tái)打下基礎(chǔ)。

[1][2][3][4]劉鵬.云計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

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G40-057

A

1009—458x（2014）09—0078—05

2014－04－30

孫雋，工程師,學(xué)士；李激揚(yáng)；冉啟彬。重慶交通大學(xué)信息技術(shù)中心（400074）。

責(zé)任編輯 日 新

貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目子課題“客戶(hù)管理系統(tǒng)研究”（黔科合J字[2012]2290號(hào)）；貴陽(yáng)市科技計(jì)劃項(xiàng)目“貴陽(yáng)市高校工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究”(筑科合同[2013101]10-6號(hào))；重慶交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“基于云計(jì)算的教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建”[SYJ201221]。

韋萍萍,副教授,碩士，貴州師范學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院（510018）。